本實用新型屬于炭導纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強高精密錦綸66涂炭導電單絲。
背景技術(shù)：
錦綸66涂炭導電單絲炭導纖維是支撐國家高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵材料，是國防現(xiàn)代化的緊迫基礎(chǔ)材料，也是推動國民經(jīng)濟諸多相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步、創(chuàng)新發(fā)展和產(chǎn)業(yè)換代升級的基本要素，更是當前和今后推進節(jié)能環(huán)保、維護社會安全、構(gòu)筑低炭經(jīng)濟和確?？沙掷m(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略材料之一。在當前我國紡織和化纖工業(yè)由世界生產(chǎn)大國向技術(shù)強國轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，重點發(fā)展高科技纖維，突破關(guān)鍵技術(shù)的瓶頸制約，擴大產(chǎn)品品種，增強國際競爭力是當務(wù)之急，也是今后國家重點支持的項目。正因為高科技纖維是軍民兩用的戰(zhàn)略材料，是提升國家綜合競爭力的關(guān)鍵材料，因此是發(fā)達國家長期以來對我國實行技術(shù)封鎖和涉軍產(chǎn)品“禁運”的項目之一，也是專利技術(shù)覆蓋面最廣的產(chǎn)品，只能靠自主研發(fā)和國家的鼎力支持來不斷壯大自己的產(chǎn)業(yè)，滿足國民經(jīng)濟日益擴大的需求。
導電炭纖維是一種高導電性材料，其綜合性能優(yōu)異，具有很多其它材料無可比擬的優(yōu)點，除具有高導電性能之外，其還具有耐腐蝕、耐磨、耐高溫、強度高、質(zhì)輕等特點，應(yīng)用非常廣泛。
高強高精密錦綸66涂炭導電單絲目前主要從美國、英國進口，價格昂貴，使得下游客戶的生產(chǎn)成本大大提高。
目前，國內(nèi)有幾家企業(yè)也在小規(guī)模生產(chǎn)錦綸66涂炭導電單絲，但是存在的問題和不足也是顯而易見的，主要表現(xiàn)在：炭涂層不均勻，易脫落，單絲表面粗糙不光滑，線徑粗細不均，根本無法滿足客戶的使用要求。
所以開發(fā)一種高強高精密錦綸66涂炭導電單絲具有重大意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中炭涂層不均勻，易脫落，單絲表面粗糙不光滑，線徑粗細不均的缺點，提供一種高強高精密錦綸66涂炭導電單絲及其生產(chǎn)工藝。
根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種高強高精密錦綸66涂炭導電單絲，所述高強高精密錦綸66涂炭導電單絲由錦綸66白色單絲基體和炭涂層導電體構(gòu)成；所述炭涂層導電體沿長度方向覆蓋于錦綸66白色單絲基體上；
所述高強高精密錦綸66涂炭導電單絲橫截面為圓形；所述高強高精密錦綸66涂炭導電單絲橫截面直徑為0.08-0.15mm；所述炭涂層導電體的厚度為1um。本實用新型設(shè)計1um的炭涂層導電體不僅克服了炭涂層過厚導致的容易脫落的問題，而且獲得了顯著的導電效果，平均電阻率為1.0X105歐姆.厘米。在研發(fā)過程中固定炭黑溶液及其白色單絲基體時發(fā)現(xiàn)當炭涂層偏離1um時性能發(fā)生顯著下降；過大時炭涂層容易脫落，過小導電性能下降。
本實用新型所述高強高精密錦綸66涂炭導電單絲強度5.0cN/dtex，斷裂伸長為28-30％，表面光潔，涂層均勻，平均電阻率為1.0X105歐姆.厘米。
本實用新型提供了一種高強高精密錦綸66涂炭導電單絲生產(chǎn)工藝，以高強高精密錦綸66白色單絲通過炭黑溶液工藝處理，制得高強高精密錦綸66涂炭導電單絲，具體包括以下步驟：
1)將高強高精密錦綸66白色單絲放置到倒絲絲架小車上，通過張力架控制倒絲退繞張力，然后進入陶瓷導絲裝置；
2)從導絲裝置出來的單絲，穿過炭黑溶液計量噴嘴，通過調(diào)節(jié)炭黑溶液計量噴嘴變頻器頻率在高強高精密錦綸66白色單絲上涂上一層1um厚的炭黑溶液，多余的炭黑溶液通過回流裝置回流到不銹鋼容體回收利用；通過噴嘴進行噴涂克服了炭溶液涂到原絲上的涂層的厚度及其均勻度問題；另外噴涂過程中噴涂灑漏的炭黑溶液通過回流裝置回收利用，節(jié)省了成本。
3)經(jīng)炭黑溶液處理后的錦綸66單絲，進入加熱烘箱加熱烘干，烘箱的長度在3-6米；溫度控制在120℃～180℃，烘箱各點的溫度誤差不超過±1℃；
4)涂上炭黑溶液的錦綸66單絲在經(jīng)過烘箱的加熱烘干后，進入卷繞控制單元進行卷繞成型，卷繞的速度控制在30-50m/min；卷繞到一定的重量后，落絲、檢驗、包裝即得本實用新型高強高精密錦綸66涂炭導電單絲。
上述高強高精密錦綸66白色單絲強度6.5-6.8cN/dtex，斷裂伸長25-30％，180℃、15分鐘的干熱收縮率為2-2.5％；
上述炭黑溶液由以下制備方法制備：
按重量百分比計算，炭黑溶液由以下組份構(gòu)成：
3-4％的納米級炭黑粉末；15-20％的錦綸66單體；4-8％的甲酸：10-15％的乙醇：余量為去離子水；
炭黑溶液具體制備步驟如下：
1)把納米級炭黑粉末、錦綸66單體、甲酸、乙醇和無離子水放入不銹鋼容體，用攪拌機攪拌2-4小時；
2)攪拌結(jié)束后炭黑粉末與錦綸66單體、甲酸、乙醇、無離子水完全分散均勻形成均勻溶液，然后對均勻溶液通過過濾層進行過濾，過濾后得炭黑溶液。
本實用新型中炭溶液的配置中采用納米級炭黑粉末提高了炭黑粉末的比表面積，利于在炭黑溶液中分散；制備出的高強高精密錦綸66涂炭導電單絲導電性能好，平均電阻率為1.0X105歐姆.厘米；
本實用新型采取錦綸66單體和甲酸提高了炭黑溶液和錦綸66白色單絲的相容性，從而使制備出的涂炭導電單絲中炭黑不易脫落，利于導電性能的穩(wěn)定和后期的加工；
本實用新型中采取10-15％的乙醇可加快水分的揮發(fā)，同時又避免了揮發(fā)速度過快導致炭層的脫落問題。
本實用新型在配置炭黑溶液時優(yōu)選了其組份和配比，所用原料綠色環(huán)保，并且制備出的炭黑溶液涂于錦綸66白色單絲后導電性能優(yōu)異，炭涂層均勻、不易脫落。
本實用新型在對炭黑溶液混合均勻后經(jīng)過一道過濾工序解決了在混合過程中由于原料或者混合不均導致炭顆粒不均勻?qū)е潞竺鎳娡窟^程中單絲表面粗糙、涂炭層脫落的問題。
為了解決炭涂層不均勻，我們用變頻器控制計量裝置，對每一根單絲分別進行計量噴涂，使得每一根單絲的涂層均勻，光滑。
本實用新型制備的高強高精密錦綸66涂炭導電單絲強度5.0cN/dtex,斷裂伸長為28-30％，表面光潔，涂層均勻，平均電阻率為1.0X105歐姆.厘米；其還具有耐腐蝕、耐磨、耐高溫、強度高、質(zhì)輕等特點，應(yīng)用非常廣泛，本實用新型高強高精密錦綸66涂炭導電單絲已達到進口質(zhì)量。
附圖說明
圖1為本實用新型錦綸66涂炭導電單絲示意圖：
1代表炭涂層導電體，2為錦綸66白色單絲基體
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明了，下面結(jié)合具體實施方式，對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本實用新型的范圍。
實施例
將10個筒子的55dtex/1F的錦綸66白色單絲放上退繞絲架車，并通過張力裝置控制原絲退繞張力，從張力器出來的單絲通過陶瓷導絲裝置進入炭黑溶液計量裝置，開啟變頻器，調(diào)節(jié)頻率，確保在錦綸66單絲上的涂層在1um，涂上炭黑溶液的單絲進入熱烘箱烘干，烘箱的溫度控制在120-180℃，烘箱長度6m，單絲在熱箱中以30m/min的速度勻速經(jīng)過，進入恒張力卷繞裝置，為了確保卷繞成型，卷繞張力設(shè)定在25g左右，卷繞速度設(shè)定在32-40m/min，當卷繞到每個筒子凈重達到1kg后，落絲。
上述炭黑溶液由以下制備方法制備：
按重量百分比計算，炭黑溶液由以下組份構(gòu)成：
3-4％的納米級水溶性炭黑粉末，15-20％的錦綸66單體，4-8％的甲酸，10-15％的乙醇，3-8％的天津賽菲化學科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的DS-170分散劑，余量為去離子水。
炭黑溶液具體制備步驟如下：
1)把納米級水溶性炭黑粉末、錦綸66單體、甲酸、乙醇、DS-170分散劑和無離子水放入不銹鋼容體，用攪拌機攪拌2-4小時；
2)攪拌結(jié)束后炭黑粉末與錦綸66單體、甲酸、乙醇、無離子水完全分散均勻形成均勻溶液，然后對均勻溶液通過過濾層進行過濾，過濾后得炭黑溶液。
本實施例最終產(chǎn)品的指標為：強度5.0cN/dtex，斷裂伸長為28-30％，表面光潔，涂層均勻，平均電阻率為1.0X105歐姆.厘米.
根據(jù)錦綸66白色單絲的直徑不同可制備出0.08-0.15mm的高強高精密錦綸66涂炭導電單絲，如0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.15mm。
對比例
我們對國內(nèi)某廠家的相同線徑(0.08mm)的涂炭導電單絲進行了比較和測試，發(fā)現(xiàn)其指標為：強度3.5-3.8cN/dtex,斷裂伸長為18-20％，180℃15分鐘干熱收縮率達到6-8％，而且成品絲僵硬，涂炭層用手刮易掉落，線徑最大處達到0.088mm，而且有竹節(jié)絲現(xiàn)象，根本無法滿足使用要求。
對比例中的檢測方法與實施例中的檢測方法及其條件保持一致。
盡管已經(jīng)詳細描述了本實用新型的實施方式，但是應(yīng)該理解的是，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以對本實用新型的實施方式做出各種改變、替換和變更。